JP2011138007A - Position detector of lens device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はレンズ装置の位置検出装置に係り、特にズームレンズ群等の可動レンズの絶対位置を、分解能の低い絶対型位置センサと分解能の高い相対型位置センサを使用して高精度に検出するレンズ装置の位置検出装置に関する。 The present invention relates to a position detection device for a lens device, and in particular, a lens that detects the absolute position of a movable lens such as a zoom lens group with high accuracy using an absolute type position sensor with low resolution and a relative type position sensor with high resolution. The present invention relates to a position detection apparatus for an apparatus.
従来、テレビの取材等で使用される持ち運び可能なＥＮＧ(Electronic News Gathering)カメラに用いられるレンズ装置として、インナーフォーカス方式のレンズ装置やリアフォーカス方式のレンズ装置が知られている（特許文献１〜３）。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a lens device used for a portable ENG (Electronic News Gathering) camera used for TV coverage or the like, an inner focus type lens device and a rear focus type lens device are known (Patent Documents 1 to 3). 3).
このようなレンズ装置において、コスト低減のため可動レンズの絶対位置の検出を、分解能の高い高価な絶対型位置センサを用いるのではなく、比較的安価な分解能の低い絶対型位置センサと分解能の高い相対型位置センサとを用いて行うようにしたものがある。例えば、電源投入時等の所定時において可動レンズの絶対位置（初期位置）を絶対型位置センサで検出し、その後、その絶対位置からの変位量を相対型位置センサで検出することによって絶対位置と変位量との和から現在の絶対位置を高精度に求めるようにしている。尚、相対型位置センサとしてＭＲ（magnetoresistive：磁気抵抗）センサが知られおり、特許文献４にＭＲセンサを用いて可動レンズの位置を検出するレンズ装置が開示されている。 In such a lens apparatus, the absolute position of the movable lens is not detected using an expensive absolute type position sensor with a high resolution, but a relatively inexpensive absolute type position sensor with a low resolution and a high resolution in order to reduce costs. Some of them are performed using a relative position sensor. For example, the absolute position (initial position) of the movable lens is detected by an absolute position sensor at a predetermined time such as when the power is turned on, and then the displacement from the absolute position is detected by a relative position sensor. The current absolute position is obtained with high accuracy from the sum of the displacement. Note that an MR (magnetoresistive) sensor is known as a relative position sensor, and Patent Document 4 discloses a lens device that detects the position of a movable lens using an MR sensor.
上記のように絶対型位置センサと相対型位置センサとを用いて可動レンズの絶対位置検出を行う場合に、初期位置の検出時以外は相対型位置センサのみによる位置検出（変位量検出）が行われている。そのため、相対型位置センサが故障すると、位置検出ができなくなり、位置検出の結果を用いた制御等が不能に陥るという問題があった。例えば、相対型位置センサとしてＭＲセンサを使用する場合、可動レンズと連動してＭＲセンサに対して相対的に移動する、Ｎ極とＳ極が交互に着磁された磁気リング（多極永久磁石体）が配置されるが、その磁気リングが他の部材に摺動する状態にあると、ＭＲセンサ自体の回路故障以外にも、その磁気リングが破損してＭＲセンサが正常に信号を出力しないという場合もある。 When the absolute position of the movable lens is detected using the absolute position sensor and the relative position sensor as described above, the position detection (displacement amount detection) is performed only by the relative position sensor except when the initial position is detected. It has been broken. For this reason, when the relative type position sensor fails, there is a problem that the position cannot be detected and the control using the result of the position detection becomes impossible. For example, when an MR sensor is used as a relative position sensor, a magnetic ring (multi-polar permanent magnet) in which N and S poles are alternately magnetized and moves relative to the MR sensor in conjunction with a movable lens. If the magnetic ring is in a state where it slides on another member, the magnetic ring will be damaged and the MR sensor will not output a signal normally in addition to the circuit failure of the MR sensor itself. There is also a case.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、絶対型位置センサと相対型位置センサとを用いて可動レンズの絶対位置検出を行うレンズ装置において、相対型位置センサが故障した場合であっても、可動レンズの絶対位置の検出が行われるようにしたレンズ装置の位置検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a case where a relative position sensor fails in a lens apparatus that detects the absolute position of a movable lens using an absolute position sensor and a relative position sensor. However, it is an object of the present invention to provide a position detection device for a lens device in which the absolute position of a movable lens is detected.
前記目的を達成するために請求項１に係るレンズ装置の位置検出装置は、可動レンズを含む光学系と、前記可動レンズの絶対位置を検出する絶対型位置センサと、前記可動レンズの変位量を検出する相対型位置センサと、前記可動レンズの所定時における絶対位置を前記絶対型位置センサから取得し、前記可動レンズの前記絶対位置から現在位置までの変位量を前記相対型位置センサから取得することにより、前記絶対位置及び前記変位量に基づいて前記可動レンズの現在位置を検出する演算手段と、を備えたレンズ装置の位置検出装置において、前記演算手段は、前記相対型位置センサが異常か否かを検出する異常検出手段と、前記異常検出手段により異常であることを検出した場合には、前記絶対型位置センサから取得した現在の絶対位置をそのまま前記可動レンズの現在位置とする検出位置修復手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a position detection apparatus for a lens device according to claim 1 includes an optical system including a movable lens, an absolute position sensor that detects an absolute position of the movable lens, and a displacement amount of the movable lens. The relative type position sensor to be detected and the absolute position of the movable lens at a predetermined time are acquired from the absolute type position sensor, and the displacement amount of the movable lens from the absolute position to the current position is acquired from the relative type position sensor. Thus, in the position detecting device of the lens apparatus, the calculating means for detecting the current position of the movable lens based on the absolute position and the displacement amount, the calculating means is configured to check whether the relative position sensor is abnormal. An abnormality detection means for detecting whether or not an abnormality is detected by the abnormality detection means, the current absolute position acquired from the absolute position sensor Is characterized in that was intact and a detection position restoration means and a current position of the movable lens.
本発明によれば、相対型位置センサに異常が生じた場合には相対型位置センサを使用することなく絶対型位置センサにより検出される絶対位置によって可動レンズの現在位置が検出されるようになる。従って、相対型位置センサの故障によって可動レンズの位置検出が不能になる不具合が回避される。 According to the present invention, when an abnormality occurs in the relative position sensor, the current position of the movable lens is detected by the absolute position detected by the absolute position sensor without using the relative position sensor. . Therefore, the problem that the position of the movable lens cannot be detected due to the failure of the relative position sensor is avoided.
請求項２に係るレンズ装置の位置検出装置は、請求項１に記載の発明において、前記異常検出手段により異常を検出した場合にその旨を表示する表示手段を備えたことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a lens device position detecting device according to the first aspect of the invention, further comprising display means for displaying an abnormality when the abnormality detecting means detects the abnormality.
本発明によれば、相対型位置センサに異常が生じた場合に、そのことを使用者が認識することができ、修理等の必要性を認識することができる。 According to the present invention, when an abnormality occurs in the relative position sensor, the user can recognize this, and can recognize the necessity for repair or the like.
請求項３に係るレンズ装置の位置検出装置は、請求項１、又は、２に記載の発明において、前記絶対型位置センサは、両端に電圧が印加される抵抗体と、前記可動レンズに連動して前記抵抗体に沿った位置を前記抵抗体に対して相対的に移動すると共に摺動する摺動体とを有し、前記摺動体から前記可動レンズの位置に応じた電圧を出力するポテンショメータであり、前記相対型位置センサは、Ｎ極とＳ極が交互に着磁された多極永久磁石体に対向した位置を前記可動レンズに連動して前記多極永久磁石体に対して相対的に移動し、前記可動レンズの変位量に応じたパルス数のパルス信号を出力するＭＲセンサであることを特徴としている。本発明は、絶対型位置センサと相対型位置センサの具体的態様を示す。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the position detecting device for a lens device according to the first or second aspect, wherein the absolute position sensor is interlocked with a resistor to which a voltage is applied at both ends and the movable lens. A potentiometer that outputs a voltage according to the position of the movable lens from the sliding body. The relative type position sensor moves relative to the multipolar permanent magnet body in conjunction with the movable lens at a position facing the multipolar permanent magnet body in which N poles and S poles are alternately magnetized. The MR sensor outputs a pulse signal having the number of pulses corresponding to the displacement amount of the movable lens. The present invention shows specific modes of an absolute position sensor and a relative position sensor.
請求項４に係るレンズ装置の位置検出装置は、請求項１、２、又は、３に記載の発明において、前記異常検出手段は、所定時から現在までの前記可動レンズの変位量を、前記絶対型位置センサから取得した絶対位置に基づいて求めた場合の値と、前記相対型位置センサから取得した変位量に基づいて求めた場合の値とを比較することにより、前記相対型位置センサが異常か否かを検出することを特徴としている。本発明は、相対型位置センサが異常か否かを検出する異常検出手段の一形態を示し、絶対型位置センサの値との比較により検出する態様を示す。 According to a fourth aspect of the present invention, in the lens device position detecting device according to the first, second, or third aspect, the abnormality detecting means calculates the displacement amount of the movable lens from a predetermined time to the present time. By comparing the value obtained based on the absolute position acquired from the mold position sensor with the value obtained based on the displacement obtained from the relative mold position sensor, the relative position sensor is abnormal. It is characterized by detecting whether or not. The present invention shows one form of abnormality detection means for detecting whether or not the relative type position sensor is abnormal, and shows an aspect of detection by comparison with the value of the absolute type position sensor.
本発明によれば、絶対型位置センサと相対型位置センサとを用いて可動レンズの絶対位置検出を行うレンズ装置において、相対型位置センサが故障した場合であっても、可動レンズの絶対位置の検出が行われるようになる。 According to the present invention, in a lens device that detects an absolute position of a movable lens using an absolute position sensor and a relative position sensor, the absolute position of the movable lens can be detected even if the relative position sensor fails. Detection is performed.
以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a lens apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１は、本発明が適用された例えば民生用のビデオカメラ、テレビ放送用のＥＮＧカメラ、監視用カメラ等に適用されるリアフォーカス式で可変焦点距離のレンズ装置を側面から見た断面図であり、光軸Ｏから上半分に関して示している。 FIG. 1 is a sectional view of a rear focus type variable focal length lens device applied to the present invention applied to, for example, a consumer video camera, a television broadcast ENG camera, a surveillance camera, etc., as viewed from the side. Yes, with respect to the upper half from the optical axis O.
図１において、レンズ装置１のレンズ鏡胴本体は、主として前枠１０、前固定環１２、第１本体環１４、第２本体環１６、後固定環１８、マウント取付枠２０、及びマウント環２２によって略円筒状に構成されている。 1, the lens barrel body of the lens apparatus 1 mainly includes a front frame 10, a front fixed ring 12, a first main body ring 14, a second main body ring 16, a rear fixed ring 18, a mount mounting frame 20, and a mount ring 22. It is comprised by the substantially cylindrical shape.
第１本体環１４は、レンズ鏡胴本体の最内周の構成部材であり、この第１本体環１４の外周前方側に前固定環１２がねじにより固定され、前固定環１２の前方に前枠１０がねじにより固定されている。また、第１本体環１４の外周後方側に第２本体環１６がねじにより固定され、第２本体環１６の後方に後固定環１８が、後固定環１８の後方にマウント取付枠２０が、マウント取付枠２０の後方にマウント環２２がそれぞれねじにより固定されている。 The first main body ring 14 is an innermost component of the lens barrel main body. The front fixed ring 12 is fixed to the front side of the outer periphery of the first main body ring 14 with a screw, and the front of the front fixed ring 12 is in front. The frame 10 is fixed with screws. Further, the second main body ring 16 is fixed to the rear side of the outer periphery of the first main body ring 14 with a screw, the rear fixed ring 18 is located behind the second main body ring 16, the mount mounting frame 20 is located behind the rear fixed ring 18, Mount rings 22 are fixed to the rear of the mount mounting frame 20 with screws.
尚、前枠１０には、レンズフード２４が装着できるようになっている。また、レンズ装置１は、マウント環２２を介してレンズ交換式のカメラ本体に装着される。 A lens hood 24 can be attached to the front frame 10. The lens device 1 is mounted on a camera body with interchangeable lenses via a mount ring 22.
このレンズ装置１における光学系は、物体側から順に、固定レンズ（第１群レンズ）３０、ズーム（変倍）レンズ（第２群レンズ）３２、前マスターレンズ（第３群レンズ）３４、フォーカスレンズ（第４群レンズ）３６、及び後マスターレンズ（第５群レンズ）３８の５群から構成されている。また、前マスターレンズ３４の直前には、虹彩絞り４０が設けられている。
The optical system in the lens apparatus 1 includes, in order from the object side, a fixed lens (first group lens) 30, a zoom (variation) lens (second group lens) 32, a front master lens (third group lens) 34, a focus. It consists of five groups, a lens (fourth group lens) 36 and a rear master lens (fifth group lens) 38. In addition, an
ズームレンズ３２が取り付けられたレンズ枠４２は、押え環４４により移動枠４６に固定されている。第１本体環１４の内周部にはカム筒４８が回動可能に保持されており、移動枠４６は、カムピン４６Ａを介してカム筒４８の内周部に保持されている。
The
即ち、第１本体環１４の内周面には光軸Ｏ方向の直進溝１４Ａが形成されるとともに、カム筒４８にはカム溝（カム形状の孔）４８Ａが形成されており、移動枠４６に固定されたカムピン４６Ａが、カム筒４８のカム溝４８Ａを挿通して第１本体環１４の直進溝１４Ａに係合されている。これによって移動枠４６は、回転が規制された状態で光軸Ｏ方向に直進可能に保持されるとともに、カムピン４６Ａがカム溝４８Ａに係合する位置に保持される。
That is, a
従って、カム筒４８が回動すると、カム筒４８のカム溝４８Ａと第１本体環１４の直進溝１４Ａとの交差位置がカム形状に応じた位置に変化し、その交差位置へのカムピン４６Ａの移動によって移動枠４６が光軸Ｏ方向に進退移動する。
Therefore, when the cam cylinder 48 rotates, the intersection position of the
一方、第２本体環１６の外周部には、ズームリング５０が回動可能に配置されており、そのズームリング５０の内周面の径方向内向きに棒状の連結軸５２が取り付けられている。この連結軸５２は、第１本体環１４に形成された周方向の長孔（図示せず）を挿通してカム筒４８に連結されている。これにより、ズームリング５０を回動操作すると、それに連動してカム筒４８が回動する。カム筒４８が回動すると、上述のように移動枠４６が進退移動し、移動枠４６と連動してズームレンズ３２が光軸Ｏ方向に移動する。従って、ズームリング５０の回動操作によりズーム倍率が変更されるようになっている。
On the other hand, a zoom ring 50 is rotatably disposed on the outer peripheral portion of the second main body ring 16, and a rod-like connecting
虹彩絞り４０は、主としてプラスチック製の地板（絞り枠）５４と、菊座（カム板）５６と、絞り枠５４とカム板５６との間に配置された複数枚の絞り羽根５８とによって構成されている。後固定環１８とマウント取付枠２０との間には、アイリスリング６０が回動可能に配設され、このアイリスリング６０には、カム板５６から延出する連結軸５６Ａが連結されている。これにより、アイリスリング６０の回動によりカム板５６が回動し、絞り羽根５８が開閉動作するようになっている。
The
フォーカスレンズ３６は、光学系の焦点位置を変更するもので、前マスターレンズ３４等を保持する保持枠６２と、この保持枠６２の後端に配設される後マスターレンズ３８のレンズ枠６４との間に保持されているガイド軸及び回り止め（図示せず）により、光軸Ｏ方向に移動可能に支持されている。また、保持枠６２には、ガイド軸を挟んで一対のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６６が配設されており、フォーカスレンズ３６は、このＶＣＭ６６の動力によって電動で駆動されるようになっている。
The focus lens 36 changes the focal position of the optical system, and includes a holding frame 62 that holds the front master lens 34 and the like, and a lens frame 64 of the rear master lens 38 that is disposed at the rear end of the holding frame 62. Are supported so as to be movable in the direction of the optical axis O by a guide shaft and a detent (not shown) held between them. The holding frame 62 is provided with a pair of voice coil motors (VCM) 66 with a guide shaft interposed therebetween, and the focus lens 36 is electrically driven by the power of the
前固定環１２の外周部には、第１フォーカスリング７０、及び第２フォーカスリング７２がそれぞれ回動可能に配置されている。第１フォーカスリング７０は、回動範囲が規制されておらず、エンドレスに回転させることができるとともに、光軸方向にスライド可能に配設されている。また、第２フォーカスリング７２は、ストッパー軸７４により約１２０度の範囲内で回動できるように規制されている。
A first focus ring 70 and a second focus ring 72 are rotatably arranged on the outer peripheral portion of the front fixed ring 12. The rotation range of the first focus ring 70 is not restricted, and the first focus ring 70 can be rotated endlessly and is slidable in the optical axis direction. Further, the second focus ring 72 is restricted by a
第１フォーカスリング７０と第２フォーカスリング７２とが対向する端面には、それぞれ鋸歯状のクラッチ部７０Ａ、７２Ａが形成されており、図１に示す状態では、クラッチ部７０Ａ，７２Ａが連結（噛合）し、第１フォーカスリング７０と第２フォーカスリング７２とが一体的に回動する。従って、この状態で、第１フォーカスリング７０を手動で回動させる場合には、約１２０度の範囲内でのみ回動させることができる。
Sawtooth-shaped
一方、第１フォーカスリング７０を、クリック用弾性部材７６を乗り越えるように前方にスライドさせると、前記クラッチ部７０Ａ、７２Ａの連結が外れる。これにより第１フォーカスリング７０は、エンドレスで回転できるようになる。
On the other hand, when the first focus ring 70 is slid forward so as to get over the click
上記構成のレンズ装置１の側面には、ねじ孔８０、８２を介してグリップ部を兼ねた駆動部（図示せず）が取り付けられる。 A drive unit (not shown) that also serves as a grip unit is attached to the side surface of the lens device 1 having the above configuration via screw holes 80 and 82.
駆動部は、ズームリング５０、アイリスリング６０を駆動するための駆動手段を有するとともに、内部に制御基板が配設され、シーソー式のズームスイッチにより電動でズームレンズ３２等を駆動制御するとともに、フォーカスレンズ３６や虹彩絞り４０を制御する。
The drive unit includes a drive unit for driving the zoom ring 50 and the iris ring 60, and a control board is disposed inside, and the zoom lens 32 and the like are driven and controlled electrically by a seesaw type zoom switch, and the focus is adjusted. The lens 36 and the
第１本体環１４には、ズームレンズ３２の光軸方向に関する位置（絶対位置）を検出するための絶対型位置センサとしてリニアポテンショメータ（ズームリニアポテンショメータ）が配設されている。ズームリニアポテンショメータは、両端に所定電圧が印加される抵抗体（抵抗素子）と抵抗体に沿って移動し位置を応じた電圧を出力する摺動体（摺動接点）とを備えており、図には示さないが、例えば、抵抗体が第１本体環１４の内周面に光軸方向に沿って取り付けられ、摺動体が抵抗体と接するようにしてカムピン４６Ａ等に取り付けられている。このズームリニアポテンショメータによれば、カム筒４８の回転によりズームレンズ３２が光軸方向に移動すると、その移動位置に対応した位置信号（絶対位置を示す信号）が摺動体に接続されたリード線を介して駆動部に出力されるようになっている。尚、抵抗体と摺動体はズームレンズ３２の移動に伴って一方が他方に対して相対的に移動する関係にあればよく、ズームレンズ３２の移動に伴って抵抗体が移動し、摺動体が所定位置に固定されるような構成にしてもよい。
The first main body ring 14 is provided with a linear potentiometer (zoom linear potentiometer) as an absolute position sensor for detecting the position (absolute position) of the zoom lens 32 in the optical axis direction. The zoom linear potentiometer includes a resistor (resistive element) to which a predetermined voltage is applied at both ends and a sliding body (sliding contact) that moves along the resistor and outputs a voltage corresponding to the position. Although not shown, for example, a resistor is attached to the inner peripheral surface of the first main body ring 14 along the optical axis direction, and the slider is attached to the
また、第１本体環１４には、ズームレンズ３２の光軸方向に関する位置（相対位置）を検出するための相対型位置センサとして磁気センサ（ＭＲ（magnetoresistive：磁気抵抗）センサ）が配設されている。ＭＲセンサは、Ｎ極とＳ極が交互に着磁された磁気リング（多極永久磁石体）に沿って移動し、磁界の変化によって所定移動量（所定回転角度）ごとに一定パルス数のパルス信号を出力するセンサ回路（チップ）を有しており、センサ回路は例えばブリッジ接続された磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）によって構成されている。図１のように、カム筒４８の後端面に磁気リング８４が接着され、ＭＲセンサ８５が磁気リング８４に対向して第１本体環１４に取り付けられている。これによれば、カム筒４８の回転によりズームレンズ３２が光軸方向に移動すると、その移動量（変位量）に対応するパルス数のパルス信号（相対位置を示す信号）がＭＲセンサ８５からリード線を介して駆動部に出力されるようになっている。尚、詳細は後述するが、ズームリニアＰＯＴの出力は、電源投入時に使用され、その後は、ズームレンズ位置検出用のＭＲセンサ８５の出力が使用される。また、ＭＲセンサ８５と磁気リング８４はズームレンズ３２の移動に伴って一方が他方に対して相対的に移動する関係にあればよく、ズームレンズ３２の移動に伴ってＭＲセンサ８５が移動し、磁気リング８４が所定位置に固定されるような構成にしてもよい。
The first main body ring 14 is provided with a magnetic sensor (MR (magnetoresistive) sensor) as a relative position sensor for detecting the position (relative position) of the zoom lens 32 in the optical axis direction. Yes. The MR sensor moves along a magnetic ring (multi-pole permanent magnet body) in which N poles and S poles are alternately magnetized, and a pulse having a fixed number of pulses every predetermined movement amount (predetermined rotation angle) due to a change in the magnetic field. A sensor circuit (chip) that outputs a signal is included, and the sensor circuit is configured by, for example, a magnetoresistive effect element (MR element) that is bridge-connected. As shown in FIG. 1, a
フォーカスレンズ３６のガイド軸に対向する保持枠６２には、フォーカスレンズ位置検出用のＭＲセンサが配設されており、このＭＲセンサは、フォーカスレンズ３６の移動量に対応するパルス数のパルス信号（相対位置を示す信号）をリード線を介して駆動部に出力する。また、フォーカスレンズ３６の基準位置を検出するためのホームポジションセンサ（フォトインタラプタ）が保持枠６２内に配設されており、駆動部は、ホームポジションセンサによって検出されたフォーカスレンズ３６の基準位置を基準にしてＭＲセンサの出力信号をカウントすることによりフォーカスレンズ３６の絶対位置を検知している。 The holding frame 62 facing the guide shaft of the focus lens 36 is provided with an MR sensor for detecting the focus lens position. This MR sensor has a pulse signal (number of pulses corresponding to the amount of movement of the focus lens 36). A signal indicating a relative position) is output to the drive unit via the lead wire. In addition, a home position sensor (photo interrupter) for detecting the reference position of the focus lens 36 is disposed in the holding frame 62, and the drive unit determines the reference position of the focus lens 36 detected by the home position sensor. The absolute position of the focus lens 36 is detected by counting the output signal of the MR sensor with reference.
第１フォーカスリング７０及び第２フォーカスリング７２の周囲には、それぞれ歯車７０Ｂ，７２Ｂが形成されており、これらの歯車７０Ｂ，７２Ｂは、それぞれ駆動部側に設けられた相対位置検出型センサ（インクリメンタルエンコーダ）、及び絶対位置検出型センサ（アブソリュートエンコーダ）の検出軸の歯車に連結している。
これにより、駆動部は、第１フォーカスリング７０の相対的な回転量を検知することができるとともに、第２フォーカスリング７２の絶対的な回転位置を検知することができる。 Accordingly, the drive unit can detect the relative rotation amount of the first focus ring 70 and can detect the absolute rotation position of the second focus ring 72.
また、前固定環１２の先端部には、フォトインタラプタ８６が配設されており、一方、第１フォーカスリング７０の先端には、遮光板７０Ｃが設けられている。このフォトインタラプタ８６は、遮光板７０Ｃの有無を示す検出信号を駆動部に出力する。これにより駆動部は、フォトインタラプタ８６からの検出信号により第１フォーカスリング７０が第２フォーカスリング７２に連結しているか否かを検知することができる。
In addition, a
上記レンズ装置１のズームレンズ３２の位置検出について以下詳説する。駆動部に設けられているシーソー式のズームスイッチを操作すると、駆動部内の電動モータからズームリング５０の周囲に形成されている歯車５０Ａに回転駆動力が伝達され、これによりズームリング５０を回動させることができるようになっている。また、ズームリング５０は、手動で回動させることもできる。
The position detection of the zoom lens 32 of the lens apparatus 1 will be described in detail below. When a seesaw-type zoom switch provided in the drive unit is operated, a rotational driving force is transmitted from an electric motor in the drive unit to a
このようにしてズームリング５０が回動すると、連結軸５２を介して連結されているカム筒４８が回動し、カム筒４８が回動すると、第１本体環１４に形成されている直進溝１４Ａ及びカム筒４８のカム溝４８Ａに係合しているカムピン４６Ａを介して移動枠４６が光軸Ｏ方向に進退移動する。これにより、ズームレンズ３２が光軸Ｏ方向に移動し、ズーム倍率が変更される。
When the zoom ring 50 rotates in this way, the cam cylinder 48 connected via the connecting
本実施の形態のレンズ装置１の光学系の構成では、ズームレンズ３２の位置が変化すると焦点面（ピント位置）も変化するため、それを防止するために駆動部はズームレンズ３２の位置が変化したときには、ズームレンズ３２及びフォーカスレンズ３６の位置に対応した補正量分だけフォーカスレンズ３６も移動させており、そのためにズームレンズ３２の位置（ズーム位置）の検出が行われている。また、外部信号によってズームレンズ３２を指定位置に移動させる場合や、ズームレンズの位置情報を外部装置に出力する場合にもズームレンズ３２の位置（ズーム位置）を検出している。 In the configuration of the optical system of the lens apparatus 1 according to the present embodiment, the focal plane (focus position) changes when the position of the zoom lens 32 changes. Therefore, the drive unit changes the position of the zoom lens 32 to prevent this. In this case, the focus lens 36 is also moved by a correction amount corresponding to the positions of the zoom lens 32 and the focus lens 36, and therefore the position (zoom position) of the zoom lens 32 is detected. Further, the position of the zoom lens 32 (zoom position) is also detected when the zoom lens 32 is moved to a designated position by an external signal or when the position information of the zoom lens is output to an external device.
図２は、ズームレンズ３２の位置検出を行う構成部の構成が示されたブロック図である。同図において、メインＭＰＵ（Micro Processing Unit）１００、サブＭＰＵ１０２、Ａ／Ｄ変換器１０４は、駆動部に搭載され、ズームリニアポテンショメータ１０６、ＭＲセンサ８５は、上記のようにレンズ鏡胴に設置されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a configuration unit that detects the position of the zoom lens 32. In the figure, a main MPU (Micro Processing Unit) 100, a
同図に示すように、絶対値位置センサであるズームリニアポテンショメータ１０６の出力は、リード線により駆動部のＡ／Ｄ変換器１０４に入力され、Ａ／Ｄ変換器１０４によりアナログ信号から１４ビットの値（０〜１６３８３）のデジタル信号に変換されてメインＭＰＵ１００に取り込まれるようになっている。これにより、ズームレンズ３２の絶対位置がメインＭＰＵ１００において検知される。
As shown in the figure, the output of the zoom
一方、相対型位置センサであるＭＲセンサ８５の出力は、リード線により駆動部のサブＭＰＵ１０２に入力され、サブＭＰＵ１０２により入力した信号のパルス数がカウントされるようになっている。詳細は省略するが、ズームレンズ３２の変位方向もＭＲセンサ８５の出力信号から検出することができるようになっており、サブＭＰＵ１０２は、ズームレンズ３２が所定の変位方向（正方向）に移動している際に入力したパルス信号のパルス数をカウント値に加算し、それとは逆方向（負方向）に移動している際に入力したパルス信号のパルス数をカウントから減算する。そして、サブＭＰＵ１０２によりカウントされたカウント値がメインＭＰＵ１００に取り込まれるようになっている。これにより、サブＭＰＵ１０２のカウント値を０にリセットしたときからのズームレンズ３２の変位量がメインＭＰＵ１００において検知される。
On the other hand, the output of the
メインＭＰＵ１００は、ズーム位置の検出を開始する電源投入時等において、そのときのズームレンズ３２の位置（初期位置）を、ズームリニアポテンショメータ１０６からＡ／Ｄ変換器１０４を介して取り込んだ値（ズームリニアポテンショメータ１０６の値と称する）に基づいて検出する。そして、この時、サブＭＰＵ１０２におけるカウント値を０にセットする。その後、ＭＲセンサ８５の出力信号に基づくサブＭＰＵ１０２のカウント値（ＭＲセンサ８５の値とも称する）を適宜取得し、取得したカウント値に基づいてズームレンズ３２の初期位置から現在位置（カウント値を取得したときの位置）までの変位量を求める。そして、その変位量を初期位置の値に加算して現在位置を求める。ここで、ズームリニアポテンショメータ１０６の分解能に比べてＭＲセンサの分解能の方が１０倍を超える高さであり、初期位置以外の位置検出をＭＲセンサ８５を用いて行うことによって高精度の位置検出が行われるようになっている。
The
尚、現在位置を求めるごとに（サブＭＰＵ１０２からカウント値を取得するごとに）、現在位置を初期位置として設定すると共に、サブＭＰＵ１０２のカウント値を０にリセットしてもよい。また、電源投入時以外の任意の時に取り込んだズームリニアポテンショメータ１０６の値を初期位置の値として設定すると共にサブＭＰＵ１０２からカウント値を０にリセットするようにしてもよい。
Each time the current position is obtained (each time a count value is acquired from the sub MPU 102), the current position may be set as an initial position, and the count value of the
また、メインＭＰＵ１００は、ＭＲセンサ８５が破損した場合にズームレンズ３２の位置が誤検出となるため、これを検出するためにＭＲセンサ８５が異常を生じているか否かの異常検出と、異常を検出した場合の修復処理を行っている。
Further, the
即ち、メインＭＰＵ１００は、所定時から現在時までのズームレンズ３２の変位量を、ＭＲセンサ８５の値から求めたものと、ズームリニアポテンショメータ１０６の値から求めたものとで比較し、大きな差異が生じていればＭＲセンサ８５に異常が生じていると判断する。具体的には、ＭＲセンサ８５の値（サブＭＰＵ１０２のカウント値）の取込みと共に、ズームリニアポテンショメータ１０６の値を取り込み、新たに取り込んだ現在のＭＲセンサ８５の値と前回（又は所定回前、以下同様）取り込んだ前回のＭＲセンサ８５の値との差が示すズームレンズ３２の変位量Δｘと、新たに取り込んだ現在のズームリニアポテンショメータ１０６の値と前回取り込んだ前回のズームリニアポテンショメータ１０６の値との差が示すズームレンズ３２の変位量Δｘ’とを比較する。そして、変位量Δｘと変位量Δｘ’の差分（差分の絶対値）が所定値α未満という条件を満たした場合、即ち、変位量Δｘが、次式（１）、
（Δｘ′−α）＜Δｘ＜（Δｘ′＋α）…（１）
という条件を満たした場合にはＭＲセンサ８５が正常である判断し、ＭＲセンサ８５の値を用いてズームレンズ３２の現在位置を求める。
That is, the
(Δx′−α) <Δx <(Δx ′ + α) (1)
When the condition is satisfied, it is determined that the
一方、上記条件式（１）が満たされない場合には、ＭＲセンサ８５が異常を生じていると判断する。このとき、メインＭＰＵ１００は、現在のズームリニアポテンショメータ１０６の値を現在位置の値として採用する。
On the other hand, when the conditional expression (1) is not satisfied, it is determined that the
図３は、メインＭＰＵ１００におけるズームレンズ３２の位置検出の処理手順を示したフローチャートである。電源が投入されると、メインＭＰＵ１００は、ズームリニアポテンショメータ１０６の値をＡ／Ｄ変換器１０４を介して取り込み、その値に基づいてズームレンズ３２の初期位置の値として設定する（ステップＳ１０）。また、サブＭＰＵ１０２のカウント値を０にセットする。そして、以下のステップＳ１２〜ステップＳ２０のループ処理を繰り返し実行する。尚、以下のステップＳ１２〜ステップＳ２０のループ処理を実行している間に、駆動部内の電動モータ、又は、手動によりズームリング５０が回動されることによってズームレンズ３２が駆動される。電動モータによりズームリング５０が回動される場合に、メインＭＰＵ１００がそのモータ制御も行っており、図３のフローチャートでは示されていないが、そのモータ制御のための処理もステップＳ１２〜ステップＳ２０のループ処理と共に繰り返し実行される。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure for detecting the position of the zoom lens 32 in the
ステップＳ１２〜ステップＳ２０のループ処理において、メインＭＰＵ１００は、ズームリニアポテンショメータ１０６の値をＡ／Ｄ変換器１０４を介して取り込むと共に（ステップＳ１２）、ＭＲセンサ８５の値（サブＭＰＵ１０２のカウント値）をサブＭＰＵ１０２から取り込む（ステップＳ１４）。
In the loop processing from step S12 to step S20, the
続いて、今回のループ処理のステップＳ１４において新たに取り込んだ現在のＭＲセンサ８５の値と前回のループ処理のステップＳ１４に取り込んだ前回のＭＲセンサ８５の値との差が示すズームレンズ３２の変位量Δｘを求める。また、今回のループ処理のステップＳ１２において新たに取り込んだ現在のズームリニアポテンショメータ１０６の値と前回のループ処理のステップＳ１２において取り込んだ前回のズームリニアポテンショメータ１０６の値との差が示すズームレンズ３２の変位量Δｘ’を求める。そして、変位量Δｘと変位量Δｘ′とが上記条件式（１）を満たすか否かによってＭＲセンサ８５が正常か否かを判定する（ステップＳ１６）。
Subsequently, the displacement of the zoom lens 32 indicated by the difference between the current value of the
ステップＳ１６においてＹＥＳと判定した場合、即ち、正常と判定とした場合には、今回のループ処理のステップＳ１４において取り込んだＭＲセンサ８５の値をズームレンズ３２の変位量（初期位置からの変位量）の値として初期位置の値に加算し、ズームレンズ３２の現在位置の値を求める（ステップＳ１８）。
If YES is determined in step S16, that is, if it is determined to be normal, the value of the
一方、ステップＳ１６においてＮＯと判定した場合、即ち、異常と判定した場合には、ＭＲセンサ８５の値を使用せずに、今回のループ処理のステップ１２において取り込んだ現在のズームリニアポテンショメータ１０６の値をズームレンズ３２の現在位置の値として設定する（ステップＳ２０）。
On the other hand, if NO is determined in step S16, that is, if it is determined that there is an abnormality, the value of the current zoom
以上のステップＳ１８又はステップ２０の処理が終了すると、ステップ１２に戻る。 When the process of step S18 or step 20 is completed, the process returns to step 12.
尚、ステップＳ１６においてＹＥＳ、即ち、ＭＲセンサ８５が正常と判定される場合の態様として、その前のループ処理のステップＳ１６においてＮＯ、即ち、ＭＲセンサ８５が異常と判定されている場合がある。この態様は、例えば、磁気リング８４の一部分が破損し、ＭＲセンサ８５が、その磁気リング８４の破損した部分に対向した状態から破損していない正常な部分に対向した状態に遷移したときに生じる。この場合に対応するために、ステップＳ１６においてＭＲセンサ８５が異常と判定した場合には、ステップＳ２０においてズームレンズ３２の現在位置の値として設定するズームリニアポテンショメータ１０６の値（ステップＳ１２で取り込んだ値）を、ズームレンズ３２の初期位置の値として設定し、また、サブＭＰＵ１０２のカウント値（ＭＲセンサ８５の値）を０にリセットするものとする。これにより、次のループ処理のステップＳ１６においてＭＲセンサ８５が正常と判定した場合には、ステップＳ１８においてＭＲセンサ８５の値により正常に検出されたズームレンズ３２の変位量の値を初期位置の値に加算することによって現在位置の値を求めることができる。
Note that, in the case where YES is determined in step S16, that is, the
以上、上記実施の形態において、駆動部等にＬＥＤ等の表示手段を設置し、ステップＳ１６においてＭＲセンサ８５が正常と判定した場合と異常と判定した場合とで表示手段の表示形態を変えることにより、ＭＲセンサ８５に異常が生じたこと（ズーム位置の検出に使用するセンサが切り替えられたこと）を使用者が認識できるようにしてもよい。例えば、ＬＥＤの状態を正常時には消灯状態、異常時には点灯又は点滅状態にすることや、正常時には点灯状態、異常時に点滅状態にすることによって、ＭＲセンサ８５に異常が生じたことを使用者に知らせることができる。
As described above, in the above embodiment, a display unit such as an LED is installed in the drive unit or the like, and the display mode of the display unit is changed depending on whether the
また、上記実施の形態では、ＭＲセンサ８５の一部の検出範囲において異常が生じた場合に、その範囲のズームレンズ３２の位置のみをズームリニアポテンショメータ１０６の値により求めるようにしたが、一部の検出範囲のみであってもＭＲセンサ８５の異常が図３のステップＳ１６において一度でも検出された場合には、それ以後、ズームレンズ３２の位置をズームリニアポテンショメータ１０６の値により求めるようにしてもよい。
In the above embodiment, when an abnormality occurs in a part of the detection range of the
また、上記実施の形態の図３のステップＳ１６において、ＭＲセンサ８５が正常か否か（異常か否か）の判定を、上記条件式（１）を満たすか否かによって行うものとしたが、他の条件によって判定してもよい。例えば、ズームリニアポテンショメータ１０６の値から求められる上記変位量Δｘ′が０ではない場合に、ＭＲセンサ８５の値から求められる上記変位量Δｘが０の場合にはＭＲセンサ８５が異常（それ以外は正常、若しくは、他の条件による）と判定する判定条件も考えられる。また、上記ΔｘやΔｘ′は、図３のステップＳ１２〜ステップＳ２０のループ処理の前後のループ処理において取得されたＭＲセンサ８５とズームリニアポテンショメータ１０６の各々の値の差により求めたものであるが、上記ΔｘやΔｘ′は、所定時から現在時までのズームレンズ３２の変位量を、ＭＲセンサ８５の値から求めたものと、ズームリニアポテンショメータ１０６の値から求めたものとすることができ、連続する前後のループ処理において取得された値の差から求めたものでなくてもよい。
In step S16 of FIG. 3 in the above embodiment, whether the
更に、ＭＲセンサ８５が正常か否かの判定は、ズームリニアポテンショメータ１０６の値を使用せずにＭＲセンサ８５の出力電圧のみで行うことも可能である。即ち、ＭＲセンサ８５の出力電圧を検出し（例えば、Ａ／Ｄ変換器によりＭＲセンサ８５の出力電圧をメインＭＰＵ１００において読み取れるようにする）、その電圧が異常値であれば異常と判定することができる。例えば、ＭＲセンサ８５の電圧は、正常時には、一定電圧（中点）Ｖ０（例：２．５Ｖ）に対して所定電圧幅Ｖ１（例：±５０〜１００ｍＶ）の振幅を有する。もし、ＭＲセンサ８５（又は磁気リング）に故障（磁気リングの一部に破損等）が生じた場合には、サイン波が得られず片側がつぶれたような波形となったり、中点の電圧がＶ０からずれた値をとることになる（例えば、正常であれば２．５Ｖ±５０ｍＶであるのに対して１．５Ｖ±５０ｍＶになる等）。このような電圧の異常を検出することによって、ズームリニアポテンショメータ１０６と比較を行わずにＭＲセンサ８５単独でＭＲセンサ８５の異常を検出することができる。
Further, whether or not the
また、上記実施の形態では、ズームレンズ３２の位置（絶対位置）を検出する位置センサをとして、絶対型位置センサと相対型位置センサを併用し、絶対型位置センサとしてズームリニアポテンショメータ１０６、相対型位置センサとしてＭＲセンサ８５を用いた態様を示したが、絶対型位置センサと相対型位置センサの各々の種類は特に上記実施の形態で示したものに限らず、任意の種類のセンサを使用した態様であっても本発明を適用できる。また、ズームレンズ３２に位置を検出する位置センサに関してではなく、ズームレンズ以外のフォーカスレンズ等の可動レンズの位置を検出する位置センサにおいて絶対型位置センサと相対型位置センサを用いる場合に本発明を適用できる。
In the above embodiment, the position sensor for detecting the position (absolute position) of the zoom lens 32 is used as an absolute position sensor and a relative position sensor, and the zoom
１…レンズ装置、１４…第１本体環、３２…ズームレンズ、４６Ａ…カムピン、４８…カム筒、５０…ズームリング、８４…磁気リング、８５…ＭＲセンサ）、１００…メインＭＰＵ、１０２…サブＭＰＵ、１０４…Ａ／Ｄ変換器、１０６…ズームリニアポテンショメータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens apparatus, 14 ... 1st main body ring, 32 ... Zoom lens, 46A ... Cam pin, 48 ... Cam cylinder, 50 ... Zoom ring, 84 ... Magnetic ring, 85 ... MR sensor), 100 ... Main MPU, 102 ... Sub MPU, 104 ... A / D converter, 106 ... zoom linear potentiometer
Claims (4)
前記可動レンズの絶対位置を検出する絶対型位置センサと、
前記可動レンズの変位量を検出する相対型位置センサと、
前記可動レンズの所定時における絶対位置を前記絶対型位置センサから取得し、前記可動レンズの前記絶対位置から現在位置までの変位量を前記相対型位置センサから取得することにより、前記絶対位置及び前記変位量に基づいて前記可動レンズの現在位置を検出する演算手段と、
を備えたレンズ装置の位置検出装置において、
前記演算手段は、
前記相対型位置センサが異常か否かを検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により異常であることを検出した場合には、前記絶対型位置センサから取得した現在の絶対位置をそのまま前記可動レンズの現在位置とする検出位置修復手段と、
を備えたことを特徴とするレンズ装置の位置検出装置。 An optical system including a movable lens;
An absolute position sensor that detects the absolute position of the movable lens;
A relative position sensor for detecting a displacement amount of the movable lens;
The absolute position of the movable lens at a predetermined time is obtained from the absolute type position sensor, and the displacement amount of the movable lens from the absolute position to the current position is obtained from the relative type position sensor. Arithmetic means for detecting a current position of the movable lens based on a displacement amount;
In the position detection device of the lens device comprising:
The computing means is
An abnormality detecting means for detecting whether or not the relative position sensor is abnormal;
When it is detected that the abnormality is detected by the abnormality detection unit, a detection position repair unit that uses the current absolute position acquired from the absolute position sensor as it is as the current position of the movable lens;
A position detection device for a lens device, comprising:
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